JP5997631B2 - タイヤビード取外し装置 - Google Patents

Description

本発明は、パンクしても一定距離を走行可能なランフラットタイヤ、偏平タイヤなどの剛性の高いタイヤの上ビードを、ホイールの上リムから分離して取り外すために有利に実施することができるタイヤ取外し装置に関する。

従来から、ランフラットタイヤおよび偏平タイヤなどの剛性の高いタイヤは、ホイールからの取外し作業、およびタイヤのホイールへの取付け作業を、一人の作業者によって行うことができないために、タイヤチェンジャまたはタイヤ交換機とも呼ばれるタイヤ着脱装置が用いられている。

このような従来技術のタイヤ着脱装置は、ホイールからタイヤを取り外すに際して、まずホイールの上リムに強固に圧着した状態にある上ビードを取り外す必要があるため、そのような取外し作業を行う手段として、タイヤビード取外し装置を具備している。

前記タイヤビード取外し装置は、基台と、駆動アームと、ビード取外し具とを含んで構成される。前記基台は、ホイールが水平に横倒しされた状態で搭載され、搭載されたホイールの下リムを着脱可能に保持して、鉛直な回転軸線まわりに回転駆動される回転テーブルを備える。

前記駆動アームは、回転テーブルよりも上方で、一端部を回転軸線に向けて水平方向に延びて配置され、前記回転軸線に近接する方向である前進方向および回転軸線から離反する方向である後退方向に変位可能であるとともに、上昇方向および下降方向に変位可能に設けられる。

前記駆動アームの前記回転軸線側に配置される前記一端部には、前記ビード取外し具が前記駆動アームの長手方向に垂直な水平軸線まわりに角変位可能に設けられる。このビード取外し具は、ホイールの上リムとタイヤの上ビードとの間に挿入される先細状のディマウント爪とも呼ばれる略Ｓ字状の挿入部を有する。

前記タイヤビード取外し装置によって、タイヤの上ビードをホイールの上リムから取り外す場合、回転テーブルを回転状態として、タイヤ着脱装置に備えられるビードプレスローラによって、タイヤの上ビードおよび上側壁部を押し下げ、回転テーブルを回転させながら、上ビードをホイールのセンタードロップへ落とし込む。

このとき、前記ビードプレスローラは、タイヤの上側壁部上の一定位置でローラ軸線まわりに回転自在なフリー状態であり、回転テーブルによるタイヤおよびホイールの回転に従動する。この状態で、タイヤおよびホイールが１回転すると、上ビートが全周にわたってホイールのセンタードロップへ落とし込まれる。

その後、ホイールの上リムとタイヤの上ビードとの間に、前記ビード取外し具の挿入部を挿入する。このとき、挿入部の挿入点近傍の上ビードを、前記ビードプレスローラによって押し下げておき、前記挿入部の挿入を容易化している。

また、このビード取外し具の挿入部の挿入点に対して、周方向に１８０度反対側の上ビードおよび上側壁部は、押え板によってホイールのセンタードロップまで押圧されて押し込まれ、これによって上ビードの前記挿入点近傍の領域をホイールに対して弛緩させる。

この状態で、ビード取外し具近傍の上リムと上ビードとの間に、作業者によって鋼鉄製のタイヤレバーの先端部を挿入し、上リムを支点にしてタイヤレバーを下方へ操作することによって、前記先端部を上昇させて上ビードが上リムよりも上側に引き出し、この状態で、回転テーブルを回転させることによって、上ビードが全周にわたってホイールの上リムの上方へ取り外される（たとえば、特許文献１参照）。

特開２０１１−１１５７２号公報

前記従来技術では、ランフラットタイヤおよび偏平タイヤなどの剛性の高いタイヤにおいても、ホイールの上リムに対する上ビードの密着度が高いものがあり、前記ビードプレスローラおよび押え板を用いる構成によっても、ビード取外し具の挿入部を、上ビードと上リムとの間に、容易かつ円滑に挿入することができない場合があり、このような課題を簡素な構成で解決することができるタイヤビード取外し装置が望まれている。

本発明の目的は、簡素な構成で、ビード取外し具の挿入部を、上ビードと上リムとの間に、容易かつ円滑に挿入することができるタイヤビード取外し装置を提供することである。

本発明は、タイヤが装着されたホイールのホイールリムから前記タイヤのタイヤビードを取り外すタイヤビード取外し装置であって、
前記ホイールが搭載され、搭載された前記ホイールを着脱可能に保持して、鉛直な回転軸線まわりに回転駆動される回転テーブルを備える基台と、
前記回転テーブルの上方で、長手方向一端部を前記回転軸線に向けて水平に配置される駆動アームであって、前記回転軸線に近接する方向である前進方向および前記回転軸線から離反する方向である後退方向に変位可能であるとともに、上昇方向および下降方向に変位可能に設けられる駆動アームと、
前記駆動アームの前記一端部に、前記駆動アームの長手方向に垂直な水平軸線まわりに角変位可能に設けられ、前記ホイールリムと前記タイヤビードとの間に挿入される挿入部を有するビード取外し具と、
前記回転テーブルの上方で、水平方向に延びて配置される押圧アームであって、前記回転テーブルに保持される前記ホイールに装着された前記タイヤの回転に追従して、水平方向に移動可能に設けられる押圧アームと、
前記押圧アームの長手方向一端部に設けられ、前記回転テーブルに搭載される前記ホイールに装着された前記タイヤを、上方から押圧するタイヤ押え具であって、
前記回転軸線に垂直な第１平面に沿って延びるタイヤ押圧面と、
前記第１平面に対して斜めに交差する第２平面に沿って延び、前記回転軸線に臨んで配置される挿入案内面とを有するタイヤ押え具と、を含むことを特徴とするタイヤビード取外し装置である。

また本発明は、前記タイヤ押え具は、前記押圧アームに連結される第１ブロックと、前記第１ブロックの一側面から突出し、前記挿入案内面を有する第２ブロックとを含み、前記タイヤ押圧面は、前記第１ブロックおよび前記第２ブロックの下面であることを特徴とする。

また本発明は、前記タイヤ押え具は、硬質合成樹脂から成ることを特徴とする。

本発明によれば、基台の回転テーブルに搭載されたホイールは、該回転テーブルによって着脱可能に保持され、鉛直な回転軸線まわりに回転駆動される。回転テーブルの上方には、駆動アームがその長手方向一端部を前記回転テーブルの回転軸線に向けて水平に配置される。駆動アームは、前進方向および後退方向に変位可能であるとともに、上昇方向および下降方向に変位可能である。

駆動アームの長手方向一端部には、ホイールリムとタイヤビードとの間に挿入される挿入部を有するビード取外し具が設けられる。ビード取外し具は、駆動アームの長手方向一端部に、前記駆動アームの長手方向に垂直な水平軸線まわりに角変位可能に設けられる。

回転テーブルの上方にはまた、押圧アームが水平方向に延びて配置される。押圧アーム回転テーブルに保持される前記ホイールに装着された前記タイヤの回転に追従して、水平方向に移動可能である。

押圧アームの長手方向一端部には、回転テーブルに搭載される前記ホイールに装着されたタイヤを、上方から押圧するタイヤ押え具が設けられる。タイヤ押え具には、タイヤ押圧面と挿入案内面とが形成される。タイヤ押圧面は、回転テーブルの回転軸線に垂直な第１平面に沿って延びる。また、挿入案内面は、第１平面に対して斜めに交差する第２平面に沿って延び、回転テーブルの回転軸線に臨んで配置される。

このようなタイヤ押え具が設けられることによって、ビード取外し具の挿入部を上リムと上ビードとの間に挿入するに際して、タイヤの上側壁部をタイヤ押え具のタイヤ押圧面によって押圧して、タイヤの上ビードとホイールの上リムとの間に隙間を形成し、この隙間に挿入案内面に案内させて挿入部を導き、簡素な構成で、ビード取外し具の挿入部を、上ビードと上リムとの間に、容易かつ円滑に挿入することができる。

本発明の一実施形態のタイヤビード取外し装置を含むタイヤ交換装置１の外観を示す正面図である。 タイヤ交換装置１の平面図である。 タイヤ押え具６を拡大して示す斜視図である。 回転テーブル１０に搭載されたホイールＷの上リムＷ１からタイヤＴの上ビードＴ１を取り外す動作を説明するための断面図である。 タイヤ押え具６による挿入部６ａの挿入動作を説明するための拡大断面図であり、上リブＷ１から上ビードＴ１が離間した状態を示す。 タイヤ押え具６による挿入部６ａの挿入動作を説明するための拡大断面図であり、外溝６０に上ビードＴ１の先端部が係合した状態を示す。 タイヤ押え具６による挿入部６ａの挿入動作を説明するための拡大断面図であり、上リブＷ１から上ビードＴ１が引き出された状態を示す。

図１は、本発明の一実施形態のタイヤビード取外し装置を含むタイヤ交換装置１の外観を示す正面図であり、図２はタイヤ交換装置１の平面図である。本実施形態のタイヤビード取外し装置は、整備工場、給油所などの略水平な床面などの設置面Ｍに設置されるタイヤ交換装置１によって実現される。

タイヤ交換装置１は、タイヤチェンジャまたはタイヤ交換機とも呼ばれ、タイヤビード取外し装置を備える。このタイヤビード取外し装置は、少なくとも基台２と、駆動アーム３と、ビード取外し具４と、押圧アーム５と、タイヤ押え具６とを含むる。

前記基台２は、ホイールＷが水平に横倒しされた姿勢で搭載され、搭載されたホイールＷを着脱可能に保持して、鉛直な回転軸線Ｌ１まわりに正転方向である矢符Ａ１方向および逆転方向である矢符Ａ２方向のいずれか一方の回転方向に選択的に回転駆動される回転テーブル１０を備える。

前記駆動アーム３は、回転テーブル１０の上方で、長手方向一端部３ａを回転軸線Ｌ１に向けて水平に配置され、基台２に、回転軸線Ｌ１に近接する方向である前進方向Ｂ１および回転軸線Ｌ１から離反する方向である後退方向Ｂ２に変位可能であるとともに、上昇方向Ｃ１および下降方向Ｃ２に変位可能に設けられる。

前記ビード取外し具４は、駆動アーム３の前記長手方向一端部３ａに挿入部４ａを有する。この挿入部４ａは、前記駆動アーム３の長手方向に垂直な水平軸線Ｌ２まわりに、水平位置から下降する方向である矢符Ｄ１方向、および前記長手方向一端部３ａが水平位置から上昇する方向である矢符Ｄ２方向に角変位可能に設けられる。挿入部４ａは、前記ホイールＷのホイールリムである上リムＷ１と、前記タイヤＴのタイヤビードである上ビードＴ１との間に挿入され、上ビードＴ１を上リムＷ１から分離するために用いられる。

前記押圧アーム５は、回転テーブル１０の上方で、水平方向に延びて配置され、基台２に、回転テーブル１０に保持されるホイールＷに装着された前記タイヤＴの回転に追従して、水平方向に移動可能に設けられる。

前記押圧アーム５は、第１〜第３水平アーム５ａ，５ｂ，５ｃと、第１水平アーム５ａの長手方向一端部と第２水平アーム５ｂの長手方向一端部とを水平面に沿って回動自在に連結する第１軸５ｄと、第２水平アーム５ｂの長手方向他端部と第３水平アーム５ｃの長手方向一端部とを水平面に沿って回動自在に連結する第２軸５ｅと、第３水平アーム５ｃに該第３水平アーム５ｃに沿って移動可能に装着される取付体５ｆと、取付体５ｆに上端部が連結される鉛直アーム５ｇと、鉛直アーム５ｇの上端部と取付体５ｆとを水平軸線まわりに角変位可能に連結する第３軸５ｈとを含んで構成される。前記第１および第２軸５ｄ，５ｅは、鉛直軸線上に配置され、第１〜第３水平アーム５ａ，５ｂ，５ｃを互いに屈曲自在に連結している。

前記第１水平アーム５ａの長手方向他端部は、第４軸５０によって鉛直軸線まわりに角変位可能な状態で、押圧アーム駆動手段５１に取付けられ、上昇方向Ｅ１および下降方向Ｅ２に移動可能に構成される。前記押圧アーム駆動手段５１は、複動空気圧シリンダによって実現される。

前記タイヤ交換装置１は、タイヤビード案内部材１１、ビードプレスローラ１２、ビード押上げローラ１３をさらに含む。回転テーブル１０は、金属製の回転板１５と、回転板１５に回転軸線Ｌ１に関して軸対称に、該回転軸線Ｌ１に近接／離反する方向に移動可能に設けられる複数（本実施形態では４）の爪部材１６と、これらの爪部材１６を前記近接／離反する方向へ駆動する第１空気圧シリンダ１７を有する爪部材駆動手段１８とを有する。

このような回転テーブル１０には、タイヤＴが装着されたホイールＷが水平に横倒しされた状態で乗載される。各爪部材１６は、第１空気圧シリンダ１７のピストン軸を一方向へ作動させて、乗載されたホイールＷの下リムＷ２を、回転軸線Ｌ１に関して半径方向内方へ移動させ、ホイールＷをその軸線が回転軸線Ｌ１と共通な一直線を成すように位置決めされた状態で挟着し、安定に保持することができる。

また、タイヤ交換後に新たなタイヤＴが装着されたホイールＷを回転テーブル１０から取り外す場合には、第１空気圧シリンダ１７のピストン軸を他方向へ作動させて、各爪部材１６を回転軸線Ｌ１に関して半径方向外方へ移動させ、乗載されたホイールＷの下リムＷ２から離反させ、各爪部材１６による下リムＷ２の挟着状態を解除して、ホイールＷをタイヤＴとともに回転テーブル１０から取り出せる状態とすることができる。このように、回転テーブル１０は、ホイールＷを着脱可能に保持することができるように構成されている。

前記基台２には、前記押圧アーム駆動手段５１が設けられる側の側部とは反対側の側部に、昇降駆動手段５３が並設される。昇降駆動手段５３は、複動空気圧シリンダ５４を備え、該複動空気圧シリンダ５４が作動することによって、前記タイヤビード取外し具４およびビードプレスローラ１２を昇降駆動することができる。

前記タイヤビード案内部材１１は、縦ガイドポール５５の下端部に固定され、縦ガイドポール５５は可動体５６に挿通され昇降移動可能に構成されている。

図３は、タイヤ押え具６を拡大して示す斜視図である。前記タイヤ押え具６は、押圧アーム５の長手方向一端部に設けられ、回転テーブル１０に搭載されるホイールＷに装着されたタイヤＴを、上方から押圧する。タイヤ押え具６は、回転軸線Ｌ１に垂直な第１平面Ｓ１に沿って延びるタイヤ押圧面２１と、第１平面Ｓ１に対して斜めに交差する第２平面Ｓ２に沿って延び、回転軸線Ｌ１に臨んで配置される挿入案内面２２とを有する。

前記タイヤ押え具６は、押圧アーム５の一部を構成する前述の鉛直アーム５ｇの下端部に連結される第１ブロック２３と、第１ブロック２３の一側面２４から突出し、挿入案内面２２を有する第２ブロック２５とを含む。タイヤ押圧面２１は、第１ブロック２３および第２ブロック２５の下面によって実現される。前記第１ブロック２３の一側面２４は、タイヤＴをホイールＷから取り外すときの回転テーブル１０の回転方向である矢符Ａ１方向の下流側に臨む側面である。

前記タイヤ押え具６は、耐摩耗性および耐候性の高い硬質合成樹脂から成る。

前記挿入案内面２２は、第２平面Ｓ２に対して下方、すなわち第１平面Ｓ１に向かって凸に湾曲して形成される。第２平面Ｓ２の第１平面Ｓ１に対する角度θは、２５°以上、３０°以下に選ばれ、好ましくは、２７°以上、２８°以下に選ばれる。

前記タイヤ押え具６の前記回転軸線Ｌ１に臨む側面５７は、上方になるにつれて半径方向外方に傾斜して形成される。このように回転軸線Ｌ１に臨む側面５７を傾斜させることによって、タイヤ押え具６によってタイヤＴの上ビードＴ１を押圧した際に、タイヤ押え具６がホイールＷの上リムＷ１と干渉することを回避できる。

図４は、回転テーブル１０に搭載されたホイールＷの上リムＷ１からタイヤＴの上ビードＴ１を取り外す動作を説明するための断面図であり、図５Ａ〜図５Ｃは、タイヤ押え具６による挿入部６ａの挿入動作を説明するための拡大断面図であり、図５Ａは上リブＷ１から上ビードＴ１が離間した状態を示し、図５Ｂは外溝６０に上ビードＴ１の先端部が係合した状態を示し、図５Ｃは上リブＷ１から上ビードＴ１が引き出された状態を示す。本実施形態では、前記タイヤＴが、偏平タイヤやランフラットタイヤであって、特にホイールＷの上リムＷ１からタイヤＴの上ビードＴ１の取り外す場合について説明する。

前記取り外しが困難なタイヤＴとして、ホイールＷの上リムＷ１および下リムＷ２の内周部に密着する内ビード部分Ｔ１_ＩＮと、上リムＷ１および下リムＷ２の外周部に密着する外ビード部分Ｔ１_ＯＵＴとを有する偏平タイヤやランフラットタイヤを想定して以下に説明する。

前記タイヤＴは、回転テーブル１０に搭載されるに際して、ホイールＷのドロップ部が上方に臨むように回転テーブル１０に乗載された場合に、上方に配置される一方のリムを上リムＷ１とし、下方に配置される他方のリムを下リムＷ２とする。また、上方に配置される一方のビードを上ビードＴ１とし、下方に配置されるビードを下ビードＴ２として、以下に上ビードＴ１の上リムＷ１からの取り外し手順について説明する。

まず、前記タイヤＴが装着されたホイールＷを回転テーブル１０に横倒しした状態で乗載し、各爪部材１６を半径方向内方へ移動させて、下リムＷ２を挟着し、タイヤＴが装着されたホイールＷが回転テーブル１０に固定される。

次に、タイヤ押え具６を、第２ブロック２５がビード取外し具４の挿入部４ａによって押圧されるべき押圧点の推定位置に配置されるように移動させるとともに、挿入案内面２２が回転軸線Ｌ１に臨むように、作業者が手動で前記押圧アーム５を操作して、タイヤ押え具６の向きを調整する。この状態で、タイヤ押え具６をタイヤ押え具駆動手段５２によって下降させて、タイヤ押え具６のタイヤＴの上方に臨む上側壁部をタイヤ押圧面２１によって押圧し、上ビードＴ１の挿入部４ａの挿入点近傍を上リムＷ１から押し下げて、図４および図５Ａのように離間させる。

この状態で、ビード取外し具４を矢符Ｃ２方向へ下降させると、挿入部４ａの先端部が第２ブロック２５の挿入案内面２２に接触し、さらにビード取外し具４を下降させるにつれて、挿入部４ａはビード取外し具４によって押下げされた上リムＷ１と上ビードＴ１との間の隙間ΔＳに案内され、押し下げられた上ビードＴ１の下方へ挿入させることができる。

ビード取外し具４がタイヤＴの上側壁部をさらに押圧すると、上ビードＴ１は変形するが、このままビード取外し具４を下降させても、挿入部４ａに設けられる外溝６０に上ビードＴ１は係合しないため、ある程度下降させたところで、ビード取外し具４の向きを変える。すなわち、挿入部４ａの先端部は、挿入案内面２２によってホイールＷに接近する方向に案内され、この状態でさらに下降させると、外溝６０に上ビードＴ１を係合させることができる。

このように、ビード取外し具４は、向きを変えるために軸６１の水平軸線Ｌ２を中心として、駆動アーム３に揺動可能に軸支されている。空気圧シリンダ６２のピストンロッドを突出させると、ビード取外し具４の先端部はホイールＷから遠ざかり、逆に空気圧シリンダ６２のピストンロッドを後退させると、圧縮コイルばね６３によるばね力が作用して、ビード取外し具４の先端部は、ホイールＷに接近させることができる。

ビード取外し具４の外溝６０に上ビードＴ１を係合させるために、ビード取外し具４の向きを変えて先端部を上リムＷ１に接近させ、この状態で下降させると、図５Ｂに示すように、上ビードＴ１が外溝６０に係合する。その後、ビード取外し具４の外溝６０に上ビードＴ１を係合させた状態で、ビード取外し具４を上昇させる。このとき、空気圧シリンダ６２はＯＦＦの状態であり、ビード取外し具４は、圧縮コイルばね６３のばね力によってばね付勢され、ビード取外し具４の先端部は、ホイールＷの外周に押し当てられた状態で摺動しながら上昇する。

ビード取外し具４の先端部をホイールＷ側に近づく方向にばね力によって付勢された状態で、ビード取外し具４が上昇すると、ビード取外し具４の内溝６４は、上リムＷ１に係合する。従って、ビード取外し具４の先端部は、ホイールＷの上リムＷ１に内溝６４が係合することによって位置決めされる。

次に、上ビードＴ１を上リムＷ１から取り外すに際しては、外溝６０は内溝６４よりも上方位置にあり、したがって、内溝６４が上リムＷ１に係合している状態では、図５Ｃに示すように、外溝６０に係合している上ビードＴ１は、上リムＷ１よりも上方位置にあって、ホイールＷから離脱している。この状態で、ホイールＷおよびタイヤＴを矢符Ａ１方向へ回転させることによって、上ビードＴ１は全周にわたってホイールＷの上リムＷ１から取外される。

上ビードＴ１がホイールＷから外されたタイヤＴは、ビード押上げローラ１３をタイヤＴの下側壁部に押し当てて、タイヤＴを矢符Ａ１方向へ回転させることによって、下ビードＴ２は下リムＷ２および上リムＷ１を経てホイールＷから取り外される。

１ タイヤ交換装置
２ 基台
３ 駆動アーム
３ａ 駆動アーム３の長手方向一端部
４ ビード取外し具
４ａ 挿入部
５ 押圧アーム
５ａ 第１水平アーム
６ タイヤ押え具
１０ 回転テーブル
１１ タイヤビード案内部材
１２ ビードプレスローラ
１３ ビード押上げローラ
１５ 回転板
１６ 爪部材
１８ 爪部材駆動手段
２１ タイヤ押圧面
２２ 挿入案内面
２３ 第１ブロック
２５ 第２ブロック
５１ 押圧アーム駆動手段
５３ 昇降駆動手段

５５ 縦ガイドポール
Ｂ１ 前進方向
Ｂ２ 後退方向
Ｃ１ 上昇方向
Ｃ２ 下降方向
Ｄ１，Ｄ２ 角変位方向
Ｌ１ 回転軸線
Ｌ２ 水平軸線
Ｓ１ 第１平面
Ｓ２ 第２平面
Ｔ タイヤ
Ｔ１ 上ビード
Ｗ ホイール
Ｗ１ 上リム

Claims (3)

1. タイヤが装着されたホイールのホイールリムから前記タイヤのタイヤビードを取り外すタイヤビード取外し装置であって、
   前記ホイールが搭載され、搭載された前記ホイールを着脱可能に保持して、鉛直な回転軸線まわりに回転駆動される回転テーブルを備える基台と、
   前記回転テーブルの上方で、長手方向一端部を前記回転軸線に向けて水平に配置される駆動アームであって、前記回転軸線に近接する方向である前進方向および前記回転軸線から離反する方向である後退方向に変位可能であるとともに、上昇方向および下降方向に変位可能に設けられる駆動アームと、
   前記駆動アームの前記一端部に、前記駆動アームの長手方向に垂直な水平軸線まわりに角変位可能に設けられ、前記ホイールリムと前記タイヤビードとの間に挿入される挿入部を有するビード取外し具と、
   前記回転テーブルの上方で、水平方向に延びて配置される押圧アームであって、前記回転テーブルに保持される前記ホイールに装着された前記タイヤの回転に追従して、水平方向に移動可能に設けられる押圧アームと、
   前記押圧アームの長手方向一端部に設けられ、前記回転テーブルに搭載される前記ホイールに装着された前記タイヤを、上方から押圧するタイヤ押え具であって、
   前記回転軸線に垂直な第１平面に沿って延びるタイヤ押圧面と、
   前記第１平面に対して斜めに交差する第２平面に沿って延び、前記回転軸線に臨んで配置される挿入案内面とを有するタイヤ押え具と、を含むことを特徴とするタイヤビード取外し装置。
2. 前記タイヤ押え具は、前記押圧アームに連結される第１ブロックと、前記第１ブロックの一側面から突出し、前記挿入案内面を有する第２ブロックとを含み、前記タイヤ押圧面は、前記第１ブロックおよび前記第２ブロックの下面であることを特徴とする請求項１に記載のタイヤビード取外し装置。
3. 前記タイヤ押え具は、硬質合成樹脂から成ることを特徴とする請求項１または２に記載のタイヤビード取外し装置。

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